DE69724280T2 - PROTECTION SUPPORT FOR CHEMICAL PROCESS COLOMME - Google Patents
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Description
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL STATUS OF THE TECHNOLOGY
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft Türme für chemische Prozesse und insbesondere, ohne darauf beschränkt zu sein, auf eine konisch zulaufende Ablaufstutzeneinheit zum Maximieren der Stoffübertragungsleistung über einen benachbarten Boden.The present invention relates Towers for chemical Processes and in particular, without being limited to a conical tapered drain spigot unit for maximizing mass transfer performance via a neighboring ground.
Stand der verwandten TechnikState of related technique
Destilliersäulen werden verwendet, um ausgewählte Komponenten von einem Mehrkomponentenstrom zu trennen. Eine erfolgreiche Fraktionierung in der Säule hängt vom engen Kontakt zwischen den Flüssigkeitsund Dampfphasen ab. Einige Säulen verwenden Dampf- und Flüssigkeitskontaktvorrichtungen, wie beispielsweise Böden.Distillation columns are used to select components to separate from a multi-component stream. A successful fractionation in the column depends on close contact between the liquid and Vapor phases. Use some columns Steam and liquid contact devices, such as floors.
Die zuvor erwähnten Böden sind normalerweise auf Tragringen innerhalb des Turms eingebaut und weisen einen festen Boden oder eine feste Platte mit einer Mehrzahl von Öffnungen in einem „aktiven" Bereich auf. Flüssigkeit wird auf den Boden durch einen vertikalen Kanal vom Boden darüber gelenkt. Dieser Kanal wird als der Ablaufstutzen bezeichnet. Die Flüssigkeit bewegt sich über den aktiven Bereich und tritt durch einen ähnlichen Ablaufstutzen aus. Die Anordnung des Ablaufstutzens bestimmt das Strömungsmuster der Flüssigkeit. Dampf steigt durch die Öffnungen in den Böden auf und kommt mit der Flüssigkeit, welche sich über den Boden bewegt, in Kontakt. Die Flüssigkeit und der Dampf mischen sich im aktiven Bereich, und es findet Fraktionierung statt. Es ist der aktive Bereich des Bodens, welcher von entscheidender Bedeutung ist.The aforementioned floors are usually on Supporting rings installed inside the tower and have a fixed Bottom or a solid plate with a plurality of openings in an "active" area is directed to the ground by a vertical channel from the ground above. This Channel is referred to as the drain port. The liquid moves over the active area and exits through a similar drain neck. The arrangement of the drain nozzle determines the flow pattern the liquid. Steam rises through the openings in the floors on and comes with the liquid, which are over moving the ground, in contact. Mix the liquid and the steam in the active area, and fractionation takes place. It is the active area of the soil, which is crucial is.
Die größtmögliche Fraktionierungskapazität des Bodens nimmt im Allgemeinen bei einer Zunahme im aktiven oder Bläschen bildenden Bereich zu. Die größtmögliche Nutzung des aktiven Bereichs eines Bodens ist ein wichtiger Faktor bei der Konstruktion von Türmen für chemische Prozesse. Regionen des Bodens, welche für den Dampf-Flüssigkeits-Kontakt nicht effizient verwendet werden, können die Fraktionierungskapazität und den Fraktionierungsgrad des Bodens verringern. Es besteht daher ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, welche die Konstruktion des aktiven Bereichs eines Fraktionierungsbodens in einem Turm für chemische Prozesse optimieren.The largest possible fractionation capacity of the soil generally increases with active or blistering Area too. The greatest possible use the active area of a soil is an important factor in the Construction of towers for chemical Processes. Regions of the soil, which are not efficient for the vapor-liquid contact can be used the fractionation capacity and reduce the degree of fractionation of the soil. It therefore exists a need for devices and methods which the construction of the active area of a fractionation tray in a chemical tower Optimize processes.
Es ist wohl bekannt, dass der Konzentrationsunterschied zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit die treibende Kraft ist, um Stoffübertragung zu bewirken. Es gibt viele Möglichkeiten, den Konzentrationsunterschied zu bewirken, wobei einige den Fraktionierungsgrad herabsetzen. Wenn der Arbeitsdruck derart ist, dass eine Dampfdichte von über etwa 16 kg/m3 (1,0 lbs./cu. ft.) erzeugt wird, besteht die Möglichkeit, dass eine bestimmte Menge von Dampfblasen mit der Flüssigkeit, welche vom Ablaufstutzen eintritt, vermischt und mitgeführt wird. Wenn zum Beispiel der Arbeitsdruck infolge einer Erhöhung der Dampfkonzentration zunimmt, beginnt die absteigende Flüssigkeit, Dampf zu absorbieren, während sie sich über einen Boden bewegt. Dies ist über dem, was normalerweise als gelöstes Gas assoziiert wird, wie durch das Henrysche Absorptionsgesetz bestimmt, und stellt viel größere Mengen von Dampfblasen dar, welche mit der Flüssigkeit vermischt und „mitgeführt" werden. Dieser Dampf wird nicht fest gebunden, sondern wird innerhalb des Ablaufstutzens freigegeben, und in Wirklichkeit muss der Großteil dieses Dampfes freigegeben werden, andernfalls kann der Ablaufstutzen die Flüssigkeits-Dampf-Mischung nicht aufnehmen und verhindert Flut infolgedessen einen erfolgreichen Turmbetrieb.It is well known that the concentration difference between the vapor and the liquid is the driving force to effect mass transfer. There are many ways to effect the concentration difference, with some reducing the fractionation level. If the working pressure is such as to produce a vapor density of greater than about 16 kg / m 3 (1.0 lbs./cu.ft.), there is the potential for a certain amount of vapor bubbles to be present with the liquid entering from the downcomer , mixed and carried. For example, as the working pressure increases due to an increase in vapor concentration, the descending fluid begins to absorb vapor as it moves across a floor. This is above what is normally associated as dissolved gas, as determined by Henry's law of absorption, and represents much larger amounts of vapor bubbles which are mixed with and "carried" with the liquid in fact, the majority of this steam must be released, otherwise the drain can not absorb the liquid-vapor mixture, preventing flooding as a result of successful tower operation.
Auf ähnliche Weise erzeugt eine exothermische Reaktion im Ablaufstutzen Dämpfe aus der Gleichgewichtsmischung, welche ebenfalls freigegeben werden. Bei herkömmlichen Böden wirkt der freigegebene Dampf der absteigenden schaumartigen Dampf-Flüssigkeits-Mischung, welche in den Ablaufstutzen fließt, entgegen. In vielen Fällen führt eine derartige Gegenwirkung zu einem schlechten Turmbetrieb und vorzeitigem Fluten. Es besteht daher ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, welche die Freigabe von Dampf, welcher in der Flüssigkeit mitgeführt wird, innerhalb des Ablaufstutzens eines Turms für chemische Prozesse zu fördern.Similarly, one generates exothermic reaction in the discharge nozzle vapors from the equilibrium mixture, which are also released. In conventional soils the released acts Steam of descending foamy vapor-liquid mixture which flows into the drain pipe, opposite. In many cases leads such Counteraction to a bad tower operation and premature flooding. There is therefore a need for devices and methods which the release of vapor carried in the liquid within the drain port of a tower for chemical processes.
Ein anderes ernstes Problem, welches sich bei derartigen Betriebsanwendungen zeigt, ist die Mitführung von Flüssigkeitströpfchen im aufsteigenden Dampf. Diese Erscheinung, welche praktisch das Gegenteil der zuvor erwähnten Dampfmitführung ist, kann wirksamen Dampf-Flüssigkeits-Kontakt verhindern. Die Flüssigkeitsmitführung ist in gewisser Hinsicht ein dynamischer Strömungszustand. Hochgeschwindigkeitsdampfstrom kann absteigende Flüssigkeitströpfchen suspendieren und ihren tatsächlichen Durchgang durch die darunter liegende Schaummischzone verhindern. Es ist besonders schwierig, dieses Problem zu verhindern, wenn die Turmanwendungen großvolumigen Dampfstrom in einer Richtung erfordern, welche der des großvolumigen absteigenden Flüssigkeitsstroms praktisch entgegengesetzt ist. Es besteht daher ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, welche die Flüssigkeit, die im Dampf mitgeführt wird, innerhalb eines Turms für chemische Prozesse zu Der Wirkungsgrad eines Bodens wird auch herabgesetzt, wenn zugelassen wird, dass Dampf, welcher durch die Prozesssäule aufsteigt, den aktiven Bereich eines Bodens umgeht. Ein Bereich, an welchem Dampf den aktiven Bereich eines Bodens umgehen kann, ist der Ablaufstutzen. Wenn Dampf, welcher für den aktiven Bereich des Bodens bestimmt ist, unbeabsichtigter Weise durch den Ablaufstutzen strömt, wird der Wirkungsgrad des aktiven Bereichs des Bodens herabgesetzt. Außerdem verringert Dampf, welcher unbeabsichtigter Weise durch den Ablaufstutzen strömt, den Fluss von Flüssigkeit durch den Ablaufstutzen und verursacht potenziell einen Stau der Flüssigkeit, welche durch die Prozesssäule fließt. Es besteht daher ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, welche die Menge von Dampf, der durch einen Ablaufstutzen strömt, verringern.Another serious problem exhibited by such operational applications is the entrainment of liquid droplets in the rising vapor. This phenomenon, which is practically the opposite of the aforementioned vapor entrainment, can prevent effective vapor-liquid contact. The fluid entrainment is, in a sense, a dynamic flow state. High velocity vapor stream may suspend descending liquid droplets and prevent their actual passage through the underlying foam mixing zone. It is particularly difficult to prevent this problem when the tower applications require large volume vapor flow in a direction that is substantially opposite that of the large volume descending liquid stream. There is therefore a need for apparatus and methods which allow the liquid entrained in the vapor to be conveyed within a tower for chemical processes. The efficiency of a soil is also reduced by allowing the vapor which ascends through the process column to be the active one Area of a floor bypasses. An area where steam can bypass the active area of a floor is the drain port. When steam intended for the active area of the soil unintentionally flows through the drain neck, the efficiency of the active area of the soil is reduced. Except That is, steam that inadvertently flows through the downcomer reduces the flow of liquid through the downcomer and potentially causes a jam of the liquid flowing through the process column. There is therefore a need for apparatus and methods which reduce the amount of steam passing through a downcomer.
Der Wirkungsgrad des aktiven Bereichs in einem Boden wird auch durch den Fluss von Flüssigkeit über den aktiven Bereich beeinflusst. An der anfänglichen Kontaktstelle von Flüssigkeit aus einem Ablaufstutzen auf dem Boden weist der Fluss der Flüssigkeit normalerweise kein Fließverhalten auf, welches einen bestmöglichen Wirkungsgrad für den aktiven Bereich eines Bodens bereitstellt. Es besteht daher ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, welche zu einer Änderung des Fließverhaltens von Fluid aus einem Ablaufstutzen auf den aktiven Bereich eines Bodens beitragen. Die vorliegende Erfindung stellt ein derartiges Verfahren und ein derartiges Gerät zum Maximieren des Stoffübertragungsgrads in Türmen für chemische Prozesse bereit.The efficiency of the active area in a soil is also influenced by the flow of liquid over the active area. At the beginning Contact point of liquid from an outlet on the floor indicates the flow of liquid usually no flow behavior on which one best possible Efficiency for provides the active area of a floor. It therefore exists a need for devices and methods resulting in a change the flow behavior Fluid from a drain pipe to the active area of a Contribute to the soil. The present invention provides such Method and such device to maximize the mass transfer rate in towers for chemical Processes ready.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
Die vorliegende Erfindung betrifft die Ablaufstutzen-Boden-Anordnung eines Turms für chemische Prozesse. Insbesondere umfasst ein Aspekt der vorliegenden Erfindung einen konisch zulaufenden Ablaufstutzen, welcher über einem Boden des Turms für chemische Prozesse angeordnet ist. Der Boden wird durch einen Tragring getragen, und der Ablaufstutzen ist konisch zulaufend, um Flüssigkeit direkt auf die Region des Bodens direkt über dem Tragring abfließen zu lassen. Eine im Allgemeinen bogenförmig geformte Wehr ist auf dem Boden in der Region des Umfangs des Tragrings vorgesehen, um den Bodeneinlassbereich zu definieren und den Flüssigkeitsabfluss daraus auf den Boden zu steuern.The present invention relates the drain-ground arrangement of a tower for chemical processes. In particular one aspect of the present invention includes a tapered downcomer, which over a bottom of the tower for chemical processes is arranged. The floor is covered by a support ring worn, and the drain neck is tapered to liquid directly to the region of the soil to drain directly above the support ring. One generally arched shaped weir is on the ground in the region of the circumference of the carrying ring provided to define the bottom inlet area and the liquid drain to steer it out to the ground.
In einem anderen Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung einen Turm, einen Ablaufstutzen und einen Boden. Der Turm weist wenigstens eine Bodenstütze auf. Der Ablaufstutzen weist einen Auslass für den Fluss von Flüssigkeit daraus auf und ist innerhalb des Turms über der Bodenstütze positioniert. Der Boden wird auf der Bodenstütze innerhalb des Turms und unter dem Ablaufstutzen getragen. Der Boden weist einen Bodentragbereich auf, welcher über dem Bodentragring des Turms angeordnet ist. Der Boden weist auch einen Bodeneinlassbereich auf, welcher in einem Bereich zur Aufnahme von Flüssigkeit aus dem Auslass des Ablaufstutzens angeordnet ist. Die Bodenstütze des Turms und der Auslass des Ablaufstutzens sind so positioniert, dass der Bodeneinlassbereich des Bodens im Wesentlichen innerhalb des Bodentragbereichs des Bodens ist.In another aspect, the present invention, a tower, a drain neck and a Ground. The tower has at least one floor support. The drain neck has an outlet for the flow of liquid out of it and positioned inside the tower above the floor support. The floor is on the floor support worn inside the tower and under the drain neck. The floor has a Bodentragbereich, which above the floor support ring of the tower is arranged. The floor also has a floor inlet area, which in an area for receiving liquid from the outlet of Drain fitting is arranged. The floor support of the tower and the outlet of the downcomer are positioned so that the bottom inlet area of the soil is substantially within the soil carrying area of the soil.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Mischen eines Gases mit einer Flüssigkeit aus einem Ablaufstutzen in einem Turm für chemische Prozesse, welcher einen Boden verwendet, wobei die Verbesserung die folgenden Schritte umfasst: Tragen des Bodens in der Prozesssäule mit einer Bodenstütze, welche unter einem Bodentragbereich angeordnet ist, und Positionieren des Ablaufstutzens so, dass Flüssigkeit aus dem Ablaufstutzen auf einen Bodeneinlassbereich des Bodens fließt, welcher im Wesentlichen innerhalb des Bodentragbereichs des Bodens ist, in welchem Fluid aus dem Auslass des Ablaufstutzens mit dem Boden in Kontakt kommt.In another embodiment For example, the present invention includes an improved method for Mixing a gas with a liquid from a drain in a tower for chemical processes, which Using a floor, the improvement is the following steps includes: carrying the soil in the process column with a floor support, which is disposed under a Bodentragbereich, and positioning the Drain fitting so that liquid from the discharge nozzle flows to a bottom inlet portion of the bottom, which is essentially within the soil carrying area of the soil, in which fluid from the outlet of the downcomer to the bottom comes into contact.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung eine Prozesssäule, welche einen Turm, einen Ablaufstutzen, welcher innerhalb des Turms positioniert ist und einen Auslass für den Fluss von Flüssigkeit daraus aufweist, und einen Boden, welcher innerhalb des Turms unter dem Ablaufstutzen angeordnet ist, umfasst. Der Boden umfasst eine Einlasswehr, welche den Ablaufstutzeneinlassbereich, in welchem Fluid aus dem Auslass des Ablaufstutzens mit dem Boden in Kontakt kommt, umschließt.In another embodiment For example, the present invention includes a process column comprising a tower, a Drain spigot, which is positioned inside the tower and an outlet for the flow of liquid it has, and a floor, which within the tower below the drain pipe is arranged comprises. The floor includes one Inlet weir, which includes the drain port inlet area, in which Fluid from the outlet of the downcomer in contact with the ground comes, encloses.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung eine verbesserte Bodeneinheit zur Verwendung in einer Prozesssäule der Art, bei welcher Flüssigkeit zum Eingriff mit einem Gas, welches durch die Säule aufsteigt, aus einem Ablaufstutzen auf den Boden fließt, wobei die Verbesserung eine Einlasswehr umfasst, welche einen Ablaufstutzeneinlassbereich des Bodens, in welchem Flüssigkeit aus dem Ablaufstutzen mit dem Boden in Kontakt kommt, umschließt.In another embodiment For example, the present invention includes an improved ground unit for use in a process column the way in which liquid for engagement with a gas which rises through the column, from a drain neck flowing to the floor, the improvement comprising an inlet weir having a drain inlet area of the soil in which liquid from the drain neck comes into contact with the ground encloses.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und für weitere Aufgaben und Vorteile davon wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wobei:For a better understanding of the present invention and for Other objects and advantages thereof will now be apparent from the following description in conjunction with the attached drawings, wherein:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Zunächst unter Bezugnahme auf
Noch immer unter Bezugnahme auf
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Nunmehr unter Bezugnahme auf
Noch immer unter Bezugnahme auf
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